Den glemte videnskabsmand, der banede vejen for opdagelsen af ​​DNAs struktur

Da James Michael Creeth var færdig med at tilføje syre til prøven af ​​DNA taget fra en kalves tymuskirtel, han var ikke bare færdig med de eksperimenter, der ville give ham sin ph.d. Han banede vejen for en opdagelse, der ville ændre verden.

Forskere James Watson og Francis Crick var berømt de første til at udarbejde strukturen af ​​DNA, og Rosalind Franklin og Maurice Wilkins krediteres ofte for at have taget billederne af molekylet, der gjorde dette muligt. Men flere andre forskere, der spillede en afgørende rolle i en af ​​århundredets vigtigste videnskabelige opdagelser, er langt mindre kendte - og fortjener fest.

I efteråret 1947, Creeth og hans ph.d. -vejledere offentliggjorde den tredje af tre artikler fra forskere ved det, der blev til University of Nottingham, som afsluttede de nødvendige beviser for at vise, hvordan DNA -molekylet holdes sammen. Ved at bevise, at DNA indeholdt den molekylære lim, kendt som hydrogenbindinger, de gjorde det muligt for Watson og Crick at udarbejde molekylet skal have form af to tråde holdt sammen i en dobbelt-helix struktur. Denne opdagelse, seks år efter Creeths arbejde, muliggjort oprettelsen af ​​genetisk videnskab, som vi kender den i dag.

Creeth fremstillede endda sin grove egen model for DNA, dannet af to kæder, der holdes sammen af ​​bindingerne mellem dets byggesten - ikke for ulige fra den faktiske struktur. Desværre, hans opdagelser ser ud til at have savnet næsten alles radar. Så 70 år efter, Nottingham har fejret opdagelsen af ​​hydrogenbindinger i DNA med en særlig konference i bygningen, hvor opdagelsen blev gjort og en dedikeret plak ved indgangen.

DNA -mysterium

Creeth blev født i 1924 og uddannet på den lokale Northampton County Grammar school. Han blev i Englands East Midlands for at læse kemi på det dengang University College Nottingham, og efter eksamen tog han sin ph.d. under kemikerne J. Masson Gulland og Denis O. "Doj" Jordan, der hjalp Creeth med at nå sine banebrydende konklusioner.

På det tidspunkt var der en stigende interesse for DNA, fordi forskere havde mistanke om, at det kunne være stoffet forbundet med gener eller arv. Forskning havde vist, at det var fremstillet af sektioner kendt som nukleotider. Hver indeholdt en sukkerreste kendt som deoxyribose, et fosfatgruppemolekyle og en af ​​fire forskellige typer nitrogengruppemolekyler eller "baser":thymin (T), cytosin (C), adenin (A) og guanin (G).

Men hvordan DNA -molekylet blev konstrueret og holdt sammen, og hvordan det registrerede vores gener forblev et mysterium. Nogle forskere troede endda (forkert), at det kunne have form som en bold. Hvis de kunne finde ud af dens nøjagtige struktur, de kan muligvis afsløre hemmelighederne ved den genetiske kode.

Creeths medstuderende, C.J. Threlfall og H.F.W. Taylor havde allerede gjort indhug. Threlfall havde fundet ud af, hvordan man rensede en prøve af DNA, så det kunne undersøges for spor om strukturen. Gulland, Jordan og Taylor studerede derefter det rensede DNA ved hjælp af en proces kaldet elektrometrisk titrering for at følge, hvordan dens pH ændrede sig, da de tilføjede syre eller alkali.

Da de ikke fik de resultater, de forventede, de troede, at det kunne have været forårsaget af tilstedeværelsen i DNA -strukturen af ​​hydrogenbindinger. Disse opstår, når hydrogenatomer deler elektroner med visse andre atomer, herunder ilt og nitrogen, og kan påvirke molekylets overordnede form.

Det sidste og endelige trin blev foretaget i et eksperiment af Creeth ved hjælp af en teknik kendt som viskometri. Dette giver et mål for størrelsen af ​​DNA -molekylet i opløsning og hvordan størrelsen kan ændre sig.

Når en stærk syre eller alkali blev tilsat til opløsningen, dets "viskositet" eller tykkelse (strømningsmodstand) faldt dramatisk, som angav tilstedeværelsen af ​​hydrogenbindinger. Creeth, Gulland og Jordan konkluderede, at hydrogenbindinger sluttede sig til baserne af tilstødende nukleotider.

Syren eller alkalien forstyrrede irreversibelt disse bindinger for at nedbryde DNA -molekylet i mindre enheder og gøre opløsningen meget mere løbende. Selvom Creeth og hans tilsynsførere aldrig helt formåede at tage det sidste trin med at finde den nøjagtige struktur af DNA, de formåede at vise hydrogenbindinger må være en vigtig del af molekylet.

Perfekt pasform

I sin ph.d. -afhandling fra 1947 Creeth forudsagde korrekt, at DNA -molekylet omfattede to kæder, hver med en phosphat-sukker-rygrad på ydersiden og hydrogenbundne baser på indersiden. Denne to-kædet struktur blev senere vist at passe perfekt til den biologiske funktion af DNA. Brintbindinger var stærke nok til at holde de komplementære kæder sammen men svage nok til at de kunne trækkes fra hinanden og læses eller kopieres som genetiske instruktioner, som er grundlaget for, hvordan celler deler sig, og hvordan gener videregives.

Kort tid efter opdagelsen, imidlertid, holdet spredte sig. Gulland døde tragisk i et togulykke kort tid efter, og Jordan flyttede til University of Adelaide via Princeton. Det tog Crick og Watson at bestemme den præcise struktur, hvor hydrogenbindinger tvinger kæderne til et snoet dobbelt-helix-arrangement.

Mens de tre Nottingham -forskere aldrig lavede de sidste forbindelser, deres arbejde var afgørende for at muliggøre en af ​​de mest indflydelsesrige opdagelser af moderne videnskab. Med Creeths egne ord, ser tilbage efter sin pensionering:"Set i bakspejlet, vi havde ikke bare fået et glimt, men et godt overblik over den særlige binding, der ikke er mindre end nøglen til livet på denne planet. "

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.